Устройство управления процессом металлообработки
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51) 4 G 05 В 13 02 р ВлУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ.(21) 4223235/24-24 (22) 06.04.87 (46) 07.12.88. Бюл. Р 45 (71) Одесский политехнический институт (72) Нимай Чандра Бакали (BD) и С.Н. Шапарева (SU) (53) 62.50(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Ф 263016,кл. G 05 F 15/32, 1966.
Авторское свидетельство СССР
В 1198456, кл. G 05 В 13/02, 1983. (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ
МЕТАЛЛООБРАБОТКИ (57) Изобретение относится к области станкостроения и может быть использовано в устройствах автоматического управления режимами металлообработки, поддерживающих на заданном уровне требуемый технологический параметр, например мощность резания.
Целью изобретения является повьппение устойчивости устройства. Устройство
1442974 ли содержит блок 1 задания, электропривод 2 подачи, датчик 3 скорости привода подачи, редуктор 4 привода подачи, станок 5, электродвигатель 6 привода шпинделя станка, датчик 16 мощности, блоки 17, 18 настройки коэффициента усиления, пороговый элемент 19, сумматоры 20, 21, 22, сумИзобретение относится к станкостроению и может быть использовано в устройствах адаптивного управления режимами металлообработки, поддерживающих на заданном уровне требуемый
5 технологический параметр, например мощность резания.
Целью изобретения является повышение устойчивости устройства при изменении параметров металлообработки о
На чертеже приведена функциойальная схема устройства.
Устройство содержит "блок 1 задания, электропривод 2 подачи, датчик
3 скорости привода подачи, редуктор
4 привода подачи, станок 5, электро" двигатель б привода шпинделя станка, операционный усилитель 7, резисторы
8-12, полевой транзистор 13, конденсатор 14, усилитель 15, датчик 16 мощности, блоки 17 и 18 настройки коэффициента усиления, пороговый элемент
19, сумматоры 20-22, сумматор-инвер- 25 тор 23, блок 24 коррекции,статическую модель 25 процесса-металлообработки, вьптолненную, например, на резисторе 9. Блок 24 включает блоки
8 и 10-14. 30
Сигнал на входе порогового элемента 19 определяет величину зоны нечувствительности, при превышении которой сигналами (U ö + UzP) .замыкается обратная технологическая связь. При этом начинает осуществляться стабилизация измеряемой мощности и косвенно мощности резания.
Коэффициент передачи процесса резания, например, при, фрезеровании авен р (Ч,-l}
К = С и Z tPS В 0 матор-инвертор 23, блок 24 коррекции статической модели, статическую модель 25 процесса металлообработки.
В устройстве обеспечивается постоянная коррекция, не зависящая от изменения параметров металлообработки
9 за счет чего повьппается виброустойчивость обработки. l ил. где C+ — коэффициент; ) 1 ур ° х и q — - показатели степени; пш — частота вращения шпинделя;
S< — подача на зуб;
tp — глубина фрезерования;
 — ширина фрезерования;
D u Z — диаметр и число зубьев фрезерования.
Коэффициент резания К изменяетP ся в десятки раз, что для сохранения устойчивой работы системы требует соответственной перенастройки коэффициента передачи Ком статической модели процесса. В устройстве это осуществляется блоком 24 коррекции. Зависимость угловой скорости привода подачи от коэффициента резания при стабилизированной мощности описыва" ется уравнением
К - К,И„(2) где К вЂ” коэффициент;
P — показатель степени.
Сигнал на выходе статической моде1 кс К м в Ку п (Ч1,1
Таким образом, статическая модель объекта в зависимости от настройки резистора 8, полевого транзистора 13 и резисторов 11 и 1 2 изменяется при изменении условий обработки в функции угловой скорости привода подачи, что обеспечивает большую виброустойчивость обработки и большую точность функци" онирования.
При изучении условий обработки для стабилизации мощности резания изменяются угловая скорость д„ и выходной сигнал усилителя 7. Сигнал затвора (5) (Т Р+1 ) (Т м Р+ 1 ) где К вЂ” передаточный коэффициент
«r датчика скоРости пРивода подачи;
К е — передаточное число редуктора привода подачи
К вЂ” передаточный коэффициент ум датчика мощности;
Т вЂ” постоянная времени датчика мощности.
Сигнал с выхода датчика 3 скорости поступает через резистор 8 на инверсный вход усилителя 7.
Выходной сигнал усилителя 7 изменяется с задержкой при переходных процессах с помощью конденсатора 14.
Насыщение полевого транзистора 13 определяет стабилизируемый сигнал на выходе усилителя 7. Последующий рост напряжения U приводит к изменению сигнала на выходе усилителя 7, которое пропорционально ошибке регулирования системы. Поскольку для фор- 5 мирования второго числа выражения (5) использован непосредственно объект регулирования, изменения К< и Т учитываются в нем непосредственно.
1 4429
<«<л< в Устройство работает следующим образом. С блока l задания через сумматор 20 поступает сигнал на вход электропривода 2 подачи. Угловая скорость электропривода 2 подачи через редуктор 4 воздействует на процесс резания на станке 5. Процесс резания может быть описан передаточной функцией где Pz — мощность резания; 25 Т вЂ” постоянная времени процесса Р резания. Сигнал коррекции на выходе усилителя 15 (М- Я V,(p) = К,Сд „ 30 7 Р и Сигналы, поступающие на т<х< д -л ктропривода 2 подачи, равны ф э тс1 (U „+U<< ) при (U +Uк) с Пс ) — напряжение задания; напряжение технологической обратной связи; опорное напряжение порогового элемента; — напряжение датчика 16 активной мощности шпинделя. тс Б = 0 где U> тс Пср Настройка корректирующей цепи производится изменением коэффициентов усиления блоков 17 и 18 таким обра зом, чтобы при работе в установившемся режиме сигнал Пк на выходе устройства коррекции был равен нулю. Формулаизобретения Устройство управления процессом металлообработки, содержащее блок задания, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, выход которого соединен с входом электропривода подачи, подключенного выходом к входу датчика скорости привода подачи, и с входом редуктора привода подачи, выход которого соединен со станком, который содержит электродвигатель привода шпинделя станка, который содержит датчик мощности, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения устойчивости устройства при изменении параметров металлообработки, в него введены статическая модель процесса металлообработки, блок коррекции статической модели, первый и второй блоки настройки коэффициента усиления, сумматор-инвертор, пороговый элемент, третий сумматор, причем выход датчика скорости привода подач соединен с входом статической модели процесса металообработки и с первым входом блока коррекции статической модели, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами статической модели процесса металлообработки . и блока коррекции статической модели, выход третьего сумматора соедиСоставитель Е. Власов Редактор О. Юрковецкая Техред JI.Сердюкова Корректор С. Шекмар Заказ 6384/45 Тираж 866 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5 В < Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 5 144 нен с входом первого блока настройки коэффициента усиления, подключенного выходом к первому входу сумматора-инвертора, второй вход которого соединен с выходом второго блока настройки коэффициента усиления, вход ко-. торого подключен к первому входу 2974 6 второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом сумматораинвертора, выход второго сумматора 5 соединен с информационным входом порогового элемента, опорный вход которого подключен к источнику опорного напряжения.
